叶绿素荧光

叶绿素a荧光的机理与光谱特征 从叶绿素a荧光产生的机理上看,叶绿素a荧光是依存于叶绿素光合作用过程中产生的能量释放。像很多其他有机分子一样,叶绿素a也是荧光物质。叶绿素a体内包含两个光合作用反应中心:光系统Ⅰ和光系统Ⅱ。在环境温度(25℃)下,叶绿素a的荧光主要来源于光系统Ⅱ,光系统Ⅰ对荧光的贡献可以忽略不计。光合作用所需要的光能首先被光系统Ⅱ中的聚光复合体吸收后,其中一部分能量参与光化学反应(光合作用) ,另外一部分被用于非光化学过程(通常是以热能的形式耗散掉) ,剩下的一小部分(一般不足吸收光能的5% )以荧光的形式再发射出去。 从叶绿素荧光的光谱行为特征上看,活体叶绿素荧光是浮游植物在400—700nm太阳光的激发下,在683nm附近产生的红光辐射。它近似遵循高斯正态分布,其高度同叶绿素a的浓度有关。随着叶绿素a浓度的增大,荧光峰逐渐增高。不仅如此,荧光峰随叶绿素a浓度的变化还会出现“红移现象”—在荧光峰增高的同时伴随着峰值位置朝红外方向移动 。当叶绿素a浓度小于3mg/m3时,荧光峰的位置大致在683nm 处; 当叶绿素a 浓度增加至10mg/ m3 时,荧光峰缓慢移到685nm处;而当叶绿素a浓度达到100mg/ m3 时,荧光峰已在700nm处;达到300mg/m3 时,荧光峰到达705nm 甚至更远。Gitelson对“红移现象”进行了多年研究,得到荧光峰值位置和相应的叶绿素浓度相关关系的回归公式:峰值位置= 683.51 + (0.268 ±0.0075) Cchl。而且,随藻种的不同,红移幅度有所差异。